Νέα ανακάλυψη για τον μοριακό διακόπτη της προγραμματισμένης κυτταρικής θανάτωσης
Στην προσπάθεια καταπολέμησης των ασθενειών, ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος, γνωστός και ως απόπτωση, αποτελεί μια κρίσιμη προστατευτική λειτουργία του οργανισμού. Αυτή η διαδικασία αποδομεί τα κατεστραμμένα ή επικίνδυνα μεταλλαγμένα κύτταρα. Ωστόσο, τα καρκινικά κύτταρα συχνά καταφέρνουν να παρακάμψουν αυτόν τον μηχανισμό. Μια ερευνητική ομάδα από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου (TUM) κατάφερε πρόσφατα να εντοπίσει έναν νέο μοριακό διακόπτη σε αυτή τη διαδικασία και να αποσαφηνίσει τη λειτουργία του.
Η σημασία της απόπτωσης στην έρευνα
Η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της απόπτωσης είναι ένα υποσχόμενο πεδίο στην βασική βιοϊατρική έρευνα. Η ομάδα που ηγείται ο καθηγητής Φραντς Χάγκν από την Έδρα Σtructural Membrane Biochemistry του TUM School of Natural Sciences έχει ανακαλύψει αυτόν τον νέο διακόπτη. Όπως δήλωσε, “Πολλές ερευνητικές ομάδες παγκοσμίως εργάζονται πάνω στο συναρπαστικό θέμα της απόπτωσης και της στοχευμένης ρύθμισής της. Το μεγάλο πλεονέκτημα είναι ότι ασχολούμαστε με έναν εξαιρετικά αποτελεσματικό, εξελικτικά αναπτυγμένο ρυθμιστικό μηχανισμό. Έτσι, δεν χρειάζεται να εφεύρουμε κάτι εντελώς νέο, αλλά μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις κατάλληλες δομικές μεθόδους για να μάθουμε από τις βελτιστοποιημένες διαδικασίες της φύσης.”
Η λειτουργία του VDAC1 και η αλληλεπίδραση με το Bcl-xL
Για να αποτραπεί η τυχαία αυτοκαταστροφή των υγιών κυττάρων, το σύστημα απόπτωσης είναι πολύ ισορροπημένο. Οι ερευνητές απέδειξαν ότι η πρωτεΐνη Bcl-xL, ένας αναστολέας της απόπτωσης που αποτρέπει τις υπερβολικές αντιδράσεις, μπορεί να παρακαμφθεί από μια άλλη πρωτεΐνη, την VDAC1, όταν αυτό είναι απαραίτητο. Η ενεργοποίηση αυτής της κρίσιμης πρωτεΐνης στα μιτοχόνδρια, τα εργοστάσια ενέργειας του κυττάρου, προκαλείται κυρίως από αυξημένο κυτταρικό στρες, το οποίο μπορεί να υποδηλώνει ανώμαλη κυτταρική ανάπτυξη. Η VDAC1 τότε αναδιπλώνει ένα μέρος της δομής της, συνδέεται με το Bcl-xL και έτσι απενεργοποιεί τον αναστολέα.
Προοπτικές για μελλοντικές θεραπείες
Οι Δρ. Ουμούτ Γκούνσελ και Δρ. Μελίνα Δανιηλίδης, συν-πρώτοι συγγραφείς της μελέτης στην ομάδα του καθηγητή Χάγκν στο Βαυαρικό Κέντρο NMR, τονίζουν: “Στη μελέτη μας, χρησιμοποιήσαμε υψηλής ανάλυσης δομικές μεθόδους όπως η πυρηνική μαγνητική-resonance (NMR), η κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ και η κρυο-ηλεκτρονική μικροσκοπία για να διερευνήσουμε πώς η πρωτεΐνη VDAC1 αλλάζει υπό συνθήκες στρες. Συνδυάσαμε επίσης αυτά τα δεδομένα με βιοχημικά λειτουργικά πειράματα για να δείξουμε ότι η VDAC1 πράγματι συνδέεται με την ανασταλτική πρωτεΐνη Bcl-xL, προάγοντας έτσι την απόπτωση.”
Αυτός ο νέος κατανοητός ρυθμιστικός μηχανισμός ανοίγει δρόμους για την αναζήτηση ενεργών ουσιών που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά της VDAC1. Στην αντικαρκινική θεραπεία, για παράδειγμα, μελλοντικά φάρμακα θα μπορούσαν να ενισχύσουν συγκεκριμένα την ενεργοποίηση και έτσι να οδηγήσουν τα καρκινικά κύτταρα στον θάνατο. Αντίθετα, σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ ή το Πάρκινσον, θα μπορούσε να επιδιωχθεί η αποτροπή του ανεπιθύμητου θανάτου των νευρικών κυττάρων. Η απενεργοποίηση της VDAC1 θα μπορούσε επίσης να είναι χρήσιμη σε ορισμένες καρδιοπάθειες, όπως η βλάβη ισχαιμίας-επαναιμάτωσης.
Ωστόσο, υπάρχει ακόμα πολύς δρόμος πριν αυτές οι νέες ανακαλύψεις μπορέσουν να εφαρμοστούν κλινικά. Η αναζήτηση κατάλληλων ενεργών ουσιών μπορεί τώρα να ξεκινήσει, αλλά η επιτυχία της παραμένει αβέβαιη και θα αποκαλυφθεί μετά από περαιτέρω πειράματα.
